STM32F407 简单任务调度器使用说明

概述

本项目实现了一个轻量级的协作式任务调度器，适用于STM32F407等资源受限的嵌入式系统。

文件结构

BSP/COMMON/
├── task_scheduler.h    # 任务调度器头文件
├── task_scheduler.c    # 任务调度器实现
├── app_tasks.h         # 应用任务头文件
├── app_tasks.c         # 应用任务实现
└── user_init.c         # 用户初始化（已修改）

特性

任务优先级

typedef enum {
    TASK_PRIORITY_IDLE = 0,      // 空闲任务
    TASK_PRIORITY_LOW,           // 低优先级
    TASK_PRIORITY_NORMAL,        // 正常优先级
    TASK_PRIORITY_HIGH,          // 高优先级
    TASK_PRIORITY_CRITICAL       // 关键任务
} TaskPriority_t;

任务状态

typedef enum {
    TASK_READY = 0,      // 就绪状态
    TASK_RUNNING,        // 运行状态
    TASK_BLOCKED,        // 阻塞状态
    TASK_SUSPENDED       // 挂起状态
} TaskState_t;

主要API

初始化

HAL_StatusTypeDef TaskScheduler_Init(void);

添加任务

HAL_StatusTypeDef TaskScheduler_AddTask(
    TaskFunction_t function,    // 任务函数指针
    uint32_t period,           // 执行周期(ms)
    TaskPriority_t priority,   // 任务优先级
    const char* name           // 任务名称
);

运行调度器

void TaskScheduler_Run(void);  // 在主循环中调用

任务管理

void TaskScheduler_SuspendTask(const char* taskName);  // 挂起任务
void TaskScheduler_ResumeTask(const char* taskName);   // 恢复任务
void TaskScheduler_DeleteTask(const char* taskName);   // 删除任务

工具函数

uint32_t TaskScheduler_GetSystemTick(void);    // 获取系统时钟
uint8_t TaskScheduler_GetTaskCount(void);      // 获取任务数量
void TaskScheduler_PrintTaskInfo(void);        // 打印任务信息

示例任务

项目包含以下示例任务：

  1. UART处理任务 (10ms周期，高优先级)
  2. LED闪烁任务 (1000ms周期，低优先级)
  3. 系统监控任务 (5000ms周期，正常优先级)
  4. 心跳任务 (2000ms周期，正常优先级)
  5. 看门狗任务 (100ms周期，关键优先级)
  6. 空闲任务 (50ms周期，空闲优先级)

使用步骤

1. 创建任务函数

void MyTask(void)
{
    // 任务代码
    // 注意：任务应该尽快完成，避免长时间阻塞
}

2. 在初始化中添加任务

void User_Init(void)
{
    // 其他初始化代码...
    
    // 初始化任务调度器
    TaskScheduler_Init();
    
    // 添加自定义任务
    TaskScheduler_AddTask(MyTask, 100, TASK_PRIORITY_NORMAL, "MyTask");
}

3. 在主循环中运行调度器

int main(void)
{
    // 系统初始化...
    User_Init();
    
    while (1)
    {
        TaskScheduler_Run();  // 运行任务调度器
    }
}

注意事项

  1. 任务执行时间：每个任务应该尽快完成，避免长时间阻塞其他任务
  2. 周期设置：根据任务实际需求合理设置执行周期
  3. 优先级分配：关键任务设置较高优先级
  4. 中断安全：在中断服务程序中不要直接操作任务调度器
  5. 内存限制：最大支持10个任务，可根据需要修改MAX_TASKS宏
  6. 任务名称：每个任务必须有唯一的名称

扩展建议

  1. 任务统计：可以添加任务执行时间统计功能
  2. 任务间通信：可以添加消息队列或信号量机制
  3. 动态优先级：可以实现动态优先级调整
  4. 任务栈监控：可以添加任务栈使用情况监控
  5. 低功耗模式：可以在空闲任务中实现更精细的低功耗管理

调试功能

使用 TaskScheduler_PrintTaskInfo() 可以输出所有任务的状态信息，方便调试。

性能考虑